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外星生命?辐射可能会擦除火星,欧罗巴化石

木星'美国国家航空航天局(NASA)观测到的欧洲海底月亮欧罗巴(Europa)'的伽利略号航天器。 (图片来源:NASA / JPL-Caltech / SETI Institute)

的 hunt for signs of 外星生命 由于辐射的破坏作用,太阳系中的辐射可能比研究人员想象的要困难得多。

两项单独的研究表明,银河辐射将迅速降解火星和木星表面的生物物质。 欧罗巴,这是寻找过去或现在的地球外生命的两个主要目标。

太阳系中的物体沐浴在太阳和木星等大型行星的辐射中。但是最大剂量来自银河系宇宙射线(GCR),它是从遥远的源头(例如爆炸的恒星)流进来的。 [太阳系中最可能出现6个外星生命的地方]

地球厚厚的大气层可以保护这里的生命免受GCR的破坏作用。但是,在其他世界上的生活不会那么幸运。例如,现代火星的大气层稀薄,而欧罗巴几乎没有大气层。因此,两个世界都受到了轰炸 高水平的辐射,这可能意味着世界上曾经存在过的任何化石都注定要失败。

火星上快速的化石破坏

火星是太阳系中最像地球的世界。科学家认为火星曾经藏有一颗 液态水大洋 数十亿年前,地球及其大气层都在消失。

尽管科学家们认为今天火星表面上不存在生命,但许多研究人员希望找到证据证明过去存在火星生命。该证据将以化石微生物或生物分子(如氨基酸)的形式出现,氨基酸是蛋白质的组成部分。

但是,找到证据将需要这种分子在火星或欧罗巴上持久存在。为了检验这种可能性,马里兰州NASA戈达德太空飞行中心的行星科学家Alexander Pavlov及其同事着手测试氨基酸的耐受性 辐射剂量 类似于火星表面的经历。 [古代火星本可以维持生命(照片)]

在火星上寻找生命可能是太空探索中最大的狩猎之一。 在此信息图中查看寻找火星生命的古老证据的方式可能会起作用. (图片来源:信息图表艺术家Karl Tate)

先前只施用氨基酸的研究发现,它们在火星条件下可以生存长达10亿年。但是,帕夫洛夫(Pavlov)的小组将氨基酸与岩石材料混合,类似于火星上发现的岩石,从而产生了流动站更有可能采样的条件。研究人员发现,氨基酸在短短的五千万年内就被辐射降解了。

帕夫洛夫在三月份在得克萨斯州伍德兰兹举行的第47届月球与行星科学大会上的一次演讲中说:“每1毫克剂量,相当于2000万年的剂量,超过80%的氨基酸被破坏了。” “如果我们要寻找古老的生物标志物,那将是一个很大的问题。” [的 Life on 火星 搜索:照片时间表]

然后,科学家将地表样品与水混合,以模拟历史上火星上的潮湿区域。这些是人们认为最适合生活的地方。水加速了生物标志物的降解,在短短的500,000年内破坏了其中的一部分,并在一千万年内将其全部破坏了。

研究人员说,因此在火星表面附近的水合矿物质中发现生命迹象的可能性并不大。

科学家们说,寒冷的温度降低了降解过程的速度,但不足以长期保存。当暴露于类似火星的GRC时,物质的寿命不超过1亿年。

深入挖掘

研究人员说,这些发现对于计划搜寻火星表面古代生命迹象的任务来说可能是个坏消息。

“我们极不可能找到 原始氨基酸分子 帕夫洛夫说:“由于宇宙射线,在地壳顶部1米[3.3英尺]内,为任务提供2米[6.6 m]的钻探能力,或选择刚暴露的着陆瞄准具至关重要石头。”

他说,在过去的一千万年中,小行星或彗星撞击会从地表下踢出这类岩石。

到2020年,欧洲航天局和俄罗斯计划发射一个可搜寻生命的火星探测器,该探测器可钻到2米以下的高度。该任务将是ExoMars任务的第二阶段;第一阶段由轨道器和着陆演示器组成,于三月发射。

帕夫洛夫说,ExoMars漫游车应该能够到达减轻辐射损害但并非完全没有辐射损害的地点。

在冰冷的月亮上太热了吗?

木星的月亮欧罗巴被认为是寻找地球以外生命的最佳场所之一。在月球的冰冷的外壳下,有一片全球海洋在热风洞的作用下生息,这可能会产生生命进化所需的能量。

美国宇航局的目标是在2020年代向欧罗巴发射飞越任务, 考虑增加一个着陆器 以及任务简介。

欧罗巴的冰壳被认为平均厚达数英里,因此着陆器将无法钻穿冰层(也许在少数几个特定地点除外)。但是,如果欧洲泛欧的生命存在的迹象,它可能会从海洋上升到地表。

的确,欧罗巴的表面特征呈红色,被识别为盐,很可能来自下方。科学家还初步确定但未证实类似土星月球上的羽流 土卫二可以射出富含水的物质—以及可能的生命迹象—从海洋到水面。

像帕夫洛夫一样,位于加利福尼亚的美国宇航局艾姆斯研究中心的行星科学家路易斯·特奥多罗(Luis Teodoro)也关注GCR辐射以及剂量如何影响对生命的狩猎。但是特奥多罗专注于欧罗巴,而不是火星。

通过模拟欧罗巴的情况,特奥多罗发现月球的GCR剂量与红色星球上的剂量相当。

“辐射将在欧罗巴的前几米发挥重要作用—实际上,我敢说,十几米—欧罗巴表面。”

他说他的模拟结果表明,“极端微生物他说:“在地球上最严酷的环境中发现的微生物,在欧罗巴冰冷的最高3.3英尺(1 m)的顶壳中存活不超过150,000年。埋在地表3.3英尺内的有机生物标记只能持续1到200万年。 。

“如果我们想在欧罗巴的表面放置一个着陆器以检查是否存在生命,我们很可能会看到一些被摧毁的东西—杂物,主要是有机物—通过这种巨大的辐射量,”他说。

但是,有希望的是,新鲜的表层冰沉积物仍可能包含生物标记,科学家可以成功地将其识别为生命。因此,重要的是要确定欧罗巴是否确实喷出了将新鲜物质带到地面的烟羽,特奥多罗说。

欧罗巴还受到地球和火星避免的另一种辐射源:木星的辐射。特奥多罗说,他计划在未来的模型中加入木星剂量的影响。

然而,就目前而言,他的研究似乎表明在冰冷的月球上寻找现有的生命或化石可能仍然是一个挑战。但是特奥多罗说,他并没有完全放弃这个凉爽的世界。

他说:“也许这一切都说明我们的生命还没有浮出水面。”他希望,外来生物的证据应该位于冰下。

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